DE2751164A1

DE2751164A1 - Abtastnadel zur wiedergabe von auf einem aufzeichnungsmedium aufgezeichneten informationssignalen

Info

Publication number: DE2751164A1
Application number: DE19772751164
Authority: DE
Inventors: Kunio Goto; Hisao Kinjo; Yoshiyo Wada
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1976-11-17
Filing date: 1977-11-16
Publication date: 1978-06-01
Also published as: DE2759874C2; FR2371742B1; DE2751164C2; FR2371742A1; NL7712557A; GB1596664A; CA1097806A; GB1596663A; NL179765B; US4199782A; NL179765C

Description

Patenkniw&lie

Dill-ία. ^v. ~3 tocüai hem::·;:; a. M. 1 _β

Pcuksliofie 13 - 5 - VICTOR COMPANY OF JAPAN LIMITED_x Yokohama-Qitv, Japan

Abtastnadel zur Wiedergabe von auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Informationssignalen

Die Erfindung betrifft Abtastnadeln zur Wiedergabe von Informationssignalen, die auf Aufzeichnungsmedien aufgezeichnet sind. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Abtastnadel zur Wiedergabe eines Informationssignals als Kapazitätsvariation, welches mit hoher Dichte als Variation der geometrischen Gestalt auf einem Informationssignal-Aufzeichnungsmedium in Plattenform aufgezeichnet ist.

Bei einem System, bei dem Informationssignale, z.B. Videosignale mit hoher Dichte auf plattenförmigen Aufzeichnungsträgern aufgezeichnet und reproduziert werden, wurde in seinem Aufzeichnungsteil derart entwickelt und ausgeführt, daß Einsenkungen oder Gräben längs einer Spur gemäß einem Informationssignal in einer Aufzeichnungsmedium-Substratstruktur ausgebildet werden, und daß eine elektrisch leitende Schicht auf die Substratanordnung aufgebracht wird, wodurch ein Aufzeichnungsträger gebildet wird, auf dem die Aufzeichnung der Information durchgeführt wurde. Anschließend wird im Wiedergabeteil dieser Aufzeichnungsträger gedreht, und eine Wiedergabenadel oder -spitze mit einer Elektrode

809822/0667

wird über und längs der Spur des Aufzeichnungsträgers nachgeführt. Als Ergebnis verändert sich die elektrostatische Kapazität zwischen der Elektrode der Wiedergabenadel oder -spitze und der elektrisch leitenden Schicht des Aufzeichnungsträgers gemäß den Einsenkungen, wodurch das Informationssignal gemäß der Variation der Kapazität wiedergegeben wird.

Unter den Aufzeichnungs- und Wiedergabesystemen dieses sogenannten Kapazitätswandlungstyps ist eines, bei dem im Aufzeichnungsteil die Einsenkungen gemäß dem Informationssignal auf dem Boden einer Spiralnut in der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers ausgebildet werden, und bei dem im Wiedergabeteil die Wiedergabenadel der Spur in einem Zustand folgt, bei dem die Nadelspitze sich innerhalb der Spiralnut befindet, wodurch das Informationssignal als Variation der Kapazität wiedergegeben wird.

Dieses bekannte System besagt jedoch den Nachteil, daß spezielle Betriebsarten der Wiedergabe, wie z.B. die sogenannte Ruhewiedergabe (still reproduction) nicht durchgeführt werden konnte, bei der ein ruhendes Bild dadurch erhalten wird, daß die aufgezeichnete Information einer Umdrehung des Aufzeichnungsträgers durch Wiederholung dieser Information über eine Vielzahl von Umdrehungen wiedergegeben wird. Die Ursache hierfür liegt darin, daß die Wiedergabenadel innerhalb der Spiralnut des Aufzeichnungsträgers liegt, und daß die Nadel daher gezwungen werden müßte, die Nutenwand zu überqueren, sofern ein Versuch gemacht würde, diese Ruhewieuergabe durchzuführen. Dies hätte eine Sprungbewegung der Nadel und eine Beschädigung der Nadel und der Nutenwand des Aufzeichnungsträgers zur Folge. Dies gilt auch für die Wiedergabe eines Langsambewegungsblldes

809822/0667

und eines Schnellbewegungsbildes.

Ein weiteres Problem, welches im Stand der Technik auftrat, ist in der Notwendigkeit begründet, ein Videosignal mit hoher Dichte auf dem Aufzeichnungsträger aufzuzeichnen, da das Informationsfrequenzband eines Videosignals im allgemeinen das etwa 200-fache des Frequenzbands eines Hörsignals beträgt. Aus diesem Grund wird die Breite der Nut des obengenannten Aufzeichnungsträgers sehr schmal gemacht, sie ist kleiner als einige Mikrometer. Da sich jedoch die Wiedergabe- oder Abtastnadel kontinuierlich in Schleifkontakt mit lediglich einer Nut oder Spur befindet, 1st die Fläche der Nadelspitze klein, welche die Spur berührt, wodurch der Kontaktdruck an der Nadelspitze pro Flächeneinheit extrem groß ist und zum Beispiel 10 mg//um beträgt. Aus diesem Grund erfolgt die Abnutzung der Abtastnadel und des Aufzeichnungsträgers beachtlich schnell und führt zu Nachteilen, so zum Beispiel zu einer kurzen Wartungs-Lebensdauer.

Wird der Nadelkontaktdruck verringert, um diese Abnutzung zu verringern, so tritt das sogenannte NadelhUpfen (stylus skipping) auf, und es läßt sich dann keine stabile Wiedergabe erzielen. Darüberhinaus gibt die Abnahme der Nadelkontaktkraft Anlaß zu Problemen, zum Beispiel zu einer Erhöhung der Auswirkungen von Staub und anderen Fremdpartikeln, die auf dem Aufzeichnungsträger haften.

Es wurde folglich von der Anmelderin ein System vorgeschlagen, bei dem im Aufzeichnungssystem Einsenkungen gemäß dem aufzuzeichnenden Informationssignal längs einer Spiralspur auf einem ebenen, plattenförmigen Aufzeichnungsträger aufgebracht werden, ohne daß eine Nut im Aufzeichnungsträger ausgebildet wird, wobei im Wiedergabesystem eine Abtastnadel über die und längs dieser Spur führbar ist, um das aufgezeichnete Informationssignal wiederzugeben.

809822/0667

Dieses System 1st In der Beschreibung der DT-PS P 27 15 573.3 offenbart, die den Titel trägt "Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem für Informationssignale". In diesem vorgeschlagenen System werden Pilotsignale oder Leitsignale auf einer Spur oder in der Nähe einer Spur von Informationssignalen, zum Beispiel Videosignalen, auf einer drehbaren Scheibe aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe werden die Pilot- oder Leitsignale zusammen mit den Videosignalen wiedergegeben, und es wird eine Nachführservoregelung derart durchgeführt, daß die Abtast- oder Wiedergabenadel genau längs der Spur in Abhängigkeit von den wiedergegebenen Pilotsignalen nachgeführt wird.

Da die Aufzeichnungsspur bei Verwendung dieses vorgeschlagenen Systems keine Nut besitzt, besteht keine Möglichkeit, daß die Wiedergabenadel oder der Aufzeichnungsträger beschädigt werden können, und die Nadel kann den gleichen Teil der Spur wiederholt mehrfach abtasten, wodurch eine spezielle Wiedergabe, zum Beispiel eine Ruhewiedergabe, Wiedergabe mit langsamer Bewegung oder schneller Bewegung möglich ist. Falls ferner für die Elektrode der Wiedergabenadel erforderlich ist, lediglich einer Spur nachzufolgen, kann eine Gleitkontaktoberfläche der Hauptstruktur der Wiedergabenadel zur Berührung des Aufzeichnungsträgers ebengemacht werden und eine große Breite besitzen, ohne durch die Breitenabmessungen der aufgezeichneten Spur begrenzt zu sein, da die aufgezeichnete Spur keine Nut besitzt. Aus diesem Grund sind die Abnutzungsgeschwindigkeiten der Wiedergabenadel und des Aufzeichnungsträgers klein, und die Bedienungslebensdauern hierfür sind verlängert.

Eine herkömmliche Wiedergabenadel, die in den Systemen der oben geschilderten und früher vorgeschlagenen Art verwendet wurden, besitzt die Gestalt einer abgeschnittenen dreieckförmigen Pyramide, wobei eine Elektrode an einer

809822/0667

ihrer Sichtflächen vorgesehen ist. Da diese bekannte Wiedergabenadel durch Benutzung abgenutzt wird, wird die Breite des mit der Elektrode versehenen Teil proportional zur Abnutzung zunehmend breiter. Wenn diese Breite des Elektrodenteils größer als das Intervall oder der Abstand der Spureinsenkungen zwischen benachbarten Spuren und des Aufzeichnungsträgers wird, beginnt der Elektrodenteil der Nadel, gleichzeitig zwei benachbarte Spuren abzutasten und wiederzugeben. Als Folge treten im wiedergegebenen Signal Schläge (beats) auf, und die Nadel wird für eine praktische Verwendung wertlos. Wenn folglich die Breite des Elektrodenteils in die Nähe des Abstands oder Intervalls der Spureinsenkungen kommt, endet die Lebensdauer der Wiedergabenadel. Obwohl daher diese herkömmliche Abtastnadel eine längere Lebensdauer als die Abtastnadel des Systems besitzt, bei dem ein Aufzeichnungsträger mit einer Spurnut verwendet wird, besitzt sie trotzdem eine kurze Lebensdauer, die zum Beispiel im Fall einer Nadel, deren Hauptstruktur aus Saphir besteht, in der Größenordnung von einigen zehn Stunden liegt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neue und vorteilhafte Nadel zur Wiedergabe eines Informationssignals von einem Aufzeichnungsträger zu schaffen, die frei von den Nachteilen und Problemen ist, welche den bekannten Wiedergabenadeln eigen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Nadel zur Wiedergabe eines Informationssignals von einem Aufzeichnungsträger zu schaffen, wobei die Nadel eine Elektrode einer solchen Gestalt besitzt, daß die Elektrodenbreite konstant bleibt oder nur sehr geringfügig zunimmt, während die Abnutzung fortschreitet. Durch diese Maßnahme ist eine lange Zeit

809822/0667

erforderlich, bis die Breite des Elektrodenteils in Richtung der Spurbreite größer als das Intervall der Spureinsenkungen des Aufzeichnungsträgers wird, selbst wenn die Abnutzung des Elektrodenteils nach einer langen Benutzungsdauer in einem größeren Umfang fortgeschritten ist. Aus diesem Grund wird die Lebensdauer der Wiedergabenadel stark verlängert.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Nadel oder Spitze zur Wiedergabe eines Informationssignals von einem Aufzeichnungsträger zu schaffen, die eine derartige Gestalt besitzt, daß die Breite der Hauptstruktur derart proportional zunimmt, daß sie größer als die Breite des Elektrodenteils wird, wenn die Abnutzung voranschreitet. Da die Fläche des Kontaktbereichs der Nadelspitze mit zunehmender Abnutzung der Wiedergabenadel zunimmt, wird die Größe der Nadelkraft pro Fläche klein, und dadurch wird die Abnutzung der Wiedergabenadel und des Aufzeichnungsträgers verringert. Dies trägt ebenfalls zur Verlängerung der Lebensdauer der Wiedergabenadel bei.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Nadel zur Wiedergabe eines Informationssignals von einem Aufzeichnungsträger zu schaffen, die leicht und stabil geschliffen und leicht hergestellt werden kann.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

In den Figuren zeigen:

Fig. 1A eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Wiedergabewandlers, bei dem die erfindungs-

809822/0667

275116A

gemäße Wiedergabenadel verwendbar ist;

-v

Fig. 1B eine vergrößerte Aufsicht auf einen Teil eines Spurmusters einer drehbaren Platte;

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Beispiels einer bekannten Viedergabenadel;

Fig. 3 eine ähnlich vergrößerte perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Viedergabenadel;

Fig. 4A und 4B Aufsichten auf die Kontaktfläche der Viedergabenadel der Fig. 3 zu Beginn der Benutzung und nach einer längen Benutzungszeit;

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht, die die Art und Veise der Abtastung einer Viedergabenadel über eine sich drehende Platte zeigt;

Flg. 6 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer zweiten AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Viedergabenadel;

Fig. 7A und 7B Aufsichten auf die Kontaktfläche der in

Fig. 6 dargestellten Viedergabenadel zu Beginn der Benutzung und nach einer langen Benutzungszeit;

Fig. 8 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer dritten AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Viedergabenadel;

809822/0667

2751 1 6 A

Fig. 9A bis 9D vergrößerte perspektivische Ansichten einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wiedergabenadel in aufeinanderfolgenden Schritten der Herstellung;

Fig. 1OA und 10B Ansichten der Kontaktfläche der in Fig. 9D gezeigten Wiedergabenadel zu Beginn der Benutzung und nach einer langen Benutzungszeit;

Fig. 11 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abwandlungsbeispiels der in Fig. 9D gezeigten Wiedergabenadel;

Fig. 12A, 12B und 12C vergrößerte perspektivische Ansichten, die eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wiedergabenadel in aufeinanderfolgenden Herstellungsstufen zeigen;

Fig. 13 eine Ansicht der Gestalt der Gleitkontaktfläche einer Abwandlung der in Fig. 12C gezeigten Wiedergabenadel;

Fig. 14 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wiedergabenadel;

Fig. 15 eine vergrößerte Vorderansicht, die den eingespannten Zustand eines stabförmigen Wiedergabenadelrohlings während der Herstellung der Wiedergabenadel gemäß der Fig. 12C oder Fig. zeigt;

809822/0667

Fig. 16A, 16B und 16C vergrößerte Vorder-, Seiten- und Bodenansichten einer siebten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wiedergabenadel; .

Fig. 17 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer achten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Viedergabenadel;

Fig. 18A und 18B vergrößerte Ansichten einer Vorrichtung zur Herstellung vorgeformter Rohlinge der Wiedergabenadeln gemäß Flg. 17;

Fig. 19 eine vergrößerte schematische Ansicht, die ein Verfahren zur Messung der minimalen Breite während des Schleifvorganges durch die in den Fig. 18A und 18B gezeigte Vorrichtung wiedergibt; und

Fig. 20 ein Diagramm, welches die Beziehungen zwischen der minimalen Breite, die gemäß Fig. 19 angegeben ist, und dem elektrischen Widerstandswert angibt, der gemäß Fig. 19 gemessen wird.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 1A ein Beispiel eines Wiedergabewandlers beschrieben, bei dem die erfindungsgemäße Wiedergabenadel eingesetzt werden kann. Ein Freiarm 11 ist an seinem freien Ende mit einer Wiedergabenadel 10 versehen und ist an seinem körpernahen oder proxlmalen Ende über eine Dämpfungseinrichtung 12 auf einem Arm 13 befestigt. Der Arm 13 ist an einer Halteplatte 14 befestigt, die an einem mehrfach zusammenhängenden, zylindrischen Hohlraumresonator (nicht dargestellt) angeordnet ist.

809822/0667

Die Wiedergabenadel 10 enthält eine Nadelstruktur aus Diamant oder Saphir und eine Elektrode, die aus einer elektrisch leitenden Schicht besteht, die auf die Endoberfläche der Nadelstruktur aufgebracht ist, wie noch erläutert wird. Diese Elektrode ist durch einen sehr dünnen Leitungsdraht 15₍ der flexibel und durchhängend ausgebildet ist, an einen Anschluß 16 angeschlossen, der auf der Halteplatte 14 angeordnet ist. Die Wiedergabenadel 10 läuft längs einer Spur auf einer drehbaren Scheibe 17» auf der ein Videosignal als Variation von Einsenkungen aufgezeichnet ist und als Variation der elektrostatischen Kapazität zwischen der Oberfläche der drehbaren Scheibe 17 und der Elektrode der Wiedergabenadel 10 wiedergegeben wird.

Für den Fall, daß Fluktuationen oder Schwankungen der sich drehenden Oberfläche der drehbaren Scheibe 17 vorhanden sind, bewegt sich die Wiedergabenadel 10 in einem,in Seitenansicht dargestellten Pfad, der strenggesprochen ein Bogenstück eines Kreises darstellt. Wenn jedoch die Amplitude der Fluktuation oder Schwankung der sich drehenden Oberfläche in der Größenordnung von 100 Mikrometer liegt, so läßt sich zum Beispiel annehmen, wenn die Länge des Freiarms 11 mit einem Wert in der Größenordnung von 30 mm gewählt ist, daß die Wiedergabenadel 10 einer Aufwärts- und Abwärtsfolgeverschiebung in einer im wesentlichen geraden Linie in Übereinstimmung mit den Schwankungen der sich drehenden Oberfläche unterworfen ist.

Ein sehr dünner Golddraht 19 mit einem Durchmesser von zum Beispiel der Größenordnung 20 Mikrometer, wird, außer an seinen Enden, durch ein schnellwirkendes Klebemittel mit dem Freiarm 11 über eine bestimmte Länge in Längsrichtung des Freiarms verbunden. Die Leiterdrahtteile 19a

809822/0667

und 19b der Endteile des Golddrahts 19 werden in einem durchhängenden Zustand mit den Anschlüssen 20a und 20b verbunden, die auf der Halteplatte 14 vorgesehen sind.

Ein Permanentmagnet 21 ist mittels eines Arms 22 an der unteren Oberfläche der Halteplatte 14 befestigt. Der Draht 19 ist daher in einem starken Hagnetfeld angeordnet, welches durch den Magnet 21 erzeugt wird.

Die drehbare Platte 17 besitzt eine Vielzahl von Einsenkungen 18, die längs einer spiralförmigen Spur gemäß dem aufgezeichneten Videosignal aufgezeichnet sind, vergleiche Fig. 1B. Diese Spur besitzt keine Nut zur Führung der Wiedergabenadel, sondern sie besteht lediglich aus den Einsenkungen 18, die in der ebenen Oberfläche der Platte ausgebildet sind. Die spiralförmige Spur besitzt aufeinanderfolgende Spuren t*, t₂» t,, die Seite an Seite angeordnet sind, wobei jeder Spurteil einer Umdrehung der drehbaren Platte 17 entspricht. An und längs den Seitenkanten jeder Spur sind Einsenkungen 23 und 24 von Pilot- oder Leitsignalen untereinander verschiedener Frequenzen fp<. und fp₂ in abwechselnd versetzter Anordnung in der Scheibe ausgebildet. Eine Hälfte jeder dieser Einsenkungen 23 und 24 überlappt den Endteil einer gewissen Zahl von Einsenkungen 18 der Spur, während die andere Hälfte derselben Einsenkung die Endteile einer gewissen Anzahl von Einsenkungen 18 der angrenzend benachbart liegenden Spur überlappt.

In dem vorliegenden Beispiel wird die drehbare Platte, die einen Durchmesser von etwa 30 bis 31 cm besitzt, mit einer Drehzahl von 900 Umdrehungen pro Minute gedreht und besitzt eine Kapazität zur Aufzeichnung eines Informationssignals von ungefähr 30 Minuten Dauer. Die Spuren werden aneinandergrenzend Seite an Seite angeordnet, und die Spureinsenkung

809822/0667

ist gleich der Spurbreite, die zum Beispiel 2,6 Mikrometer beträgt. Die Frequenzen fp^ und fp₂ der Pilot- oder Leitsignale betragen 511 KHz bzw. 716 KHz, und die Spurbreite der Pilotsignale beträgt 0,6 Mikrometer. Die drehbare Platte 17 enthält zum Beispiel ein Plattensubstrat aus Polyvinylazetat (PVAC), in dem die Einsenkungen 18 längs der spiralförmigen Spur ausgebildet werden, sie enthält eine Metallbeschichtung, die zum Beispiel eine Dicke von 400 Ä auf dem Scheibensubstrat besitzt und eine Elektrode darstellt, und sie enthält eine dielektrische Schutzschicht mit der Dicke von etwa 400 Ä, die auf die Metallschicht aufgebracht ist. Die Platte kann auch durch Verwendung anderer Materialien anstelle einer Metallbedeckungsschicht eine Elektrodenfunktion besitzen.

Bei der Wiedergabe dreht sich die drehbare Scheibe 17, und die Wiedergabenadel 10 bewegt sich relativ zu den Spuren t.,, t₂,..., wodurch das aufgezeichnete Videosignal und die Pilotsignale fp₁ und fp₂ durch die Wiedergabenadel 10 wiedergegeben werden. Das auf diese Weise abgetastete Wiedergabesignal wird einer, ein Regelsignal erzeugenden Schaltung zugeführt. Ein Regelsignal wird von der Regelsignalschaltung gemäß der Abweichung der Wiedergabenadel 10 von jeder Spur erzeugt und den Anschlüssen 20a und 20b zugeführt.

Wenn ein Regelsignalstrom durch die Anschlüsse 20a und 20b und den Draht 19 fließt, wirkt eine Versetzungskraft auf den Draht 19 in Querrichtung senkrecht zur Längsrichtung des Freiarms 11 gemäß dem oben erwähnten Strom, gemäß der Fleming¹sehen linken Handregel, da der Draht 19 innerhalb des durch den Magnet 21 erzeugten Magnetfeldes angeordnet ist. Da der Draht 19 mit dem Freiarm 11 verbunden ist, wird der Freiarm 11 durch die auf den Draht 19 einwirkende

809822/0667

Kraft versetzt. Als Ergebnis wird die Wiedergabenadel 10 in einer Richtung versetzt, die senkrecht zur Längsrichtung der Spur verläuft, und die Nachführregelung wird derart ausgeführt, daß die Wiedergabenadel 10 genau der Spur nachgeführt wird.

Als Wiedergabenadel 10 wurde bisher eine Wiedergabenadel

30 mit der in Fig. 2 dargestellten Gestalt verwendet. Diese Wiedergabenadel 30 besitzt eine Nadelhauptstruktur 31, die aus gegen Abnutzung widerstandsfähigem Material, zum Beispiel Diamant oder Saphir besteht und die Form einer dreieckförmigen Pyramide aufweist, deren drei Flächen die Kantenlinien 32a, 32b und 32c bilden. Der Scheitelteil (der den Bodenteil darstellt, wenn die Nadel benutzt wird) ist abgeschnitten und besitzt daher eine Kontaktfläche 34, die auf der drehbaren Platte 17 gleitet. Eine der genannten Flächen ist mit einer Elektrode 33 aus einem leitenden Material hoher elektrischer Leitfähigkeit, so zum Beispiel Hafnium oder Titan, ausgebildet oder durch Sputtern (Kathodenzerstäubung) aufgebracht.

Diese Elektrode 35 besitzt die Form eines abgeschnittenen Dreiecks, welches durch die Kantenlinien 32a und 32b festgelegt ist, zwischen denen der Winkel 0 liegt. D.h. diese Elektrode 35 besitzt eine Gestalt, die gleich der Gestalt ist, die sich ergibt, wenn die Hauptstuktur 31 der Wiedergabenadel auf eine Ebene parallel zur Elektrode 35 projiziert wird. Der Winkel θ der Spitze der Nadelhauptstruktur

31 wird zu ungefähr 40° gewählt, denn wenn dieser Winkel zu klein ist, so brechen Teile von der Nadelhauptstrüktur 31 heraus oder diese Struktur bricht. Wenn die Wiedergabenadel 30 benutzt wird, wobei die Gleitkontaktfläche 34

309822/0667

sich in Kontakt mit der drehbaren Platte 17 befindet, wird die Nadelspitze fortschreitend abgenutzt, und die Breite der Elektrode 35 in Richtung der Spurbreite der drehbaren Scheibe nimmt an der Gleitkontaktfläche 34 proportional zur Größe der Abnutzung zu. Wenn z.B. während des Beginns der Benutzung der Breite der Elektrode 35 an der Gleitkontaktfläche 34 gleich P1 ist, so nimmt die Breite der Elektrode 35 mit fortschreitender Abnutzung, wie durch die gestrichelt dargestellte Gleitkontaktfläche 34a angegeben ist, zu und wird so groß, wie durch P2 in Fig. 2 dargestellt ist.

Wenn die Breite P2 dieser Elektrode 35 größer als die Abmessung der Spureinsenkung TP der Spuren t^, t~, t^,... auf der drehbaren Platte 17 ist, werden benachbarte Spuren gleichzeitig wiedergegeben. Aus diesem Grund wird die Wiedergabenadel dann unbrauchbar, und es endet die taugliche oder brauchbare Lebensdauer. Folglich ist die Lebensdauer dieser bekannten Abtastnadel relativ kurz.

Die Art und Weise, in der die bei der bekannten Wiedergabenadel auftretenden Schwierigkeiten durch die erfindungsgemäße Wiedergabenadel beseitigt werden, ergibt sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung. In dieser Beschreibung und den Ansprüchen stellt die Breite der Elektrode und der Gleitkontaktfläche der Wiedergabenadel-Hauptstuktur die Breite in Richtung der Breite der Spur der drehbaren Platte dar. Die Länge der Gleitkontaktfläche ist die Länge, die sich in Richtung der Spur erstreckt.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. dargestellt ist, wird bei der Herstellung einer Wiedergabenadel 40 zuerst eine WicJergabenadel erhalten, deren Ge-

809822/0667

stalt derjenigen der bekannten und in Fig. 2 dargestellten Nadel ähnlich ist. Zuerst wird eine Elektrode 42 mit einer Schichtdicke in der Größenordnung von zum Beispiel 1000 bis 2000 X dadurch gebildet, daß eine Schicht aus einem elektrisch leitendem Material, zum Beispiel Hafnium oder Titan auf eine Fläche der Nadelhauptstruktur 41, die aus Diamant oder Saphir besteht, durch Sputtern (Kathoden zerstäuben) aufgebracht wird. Anschließend wird die Nadelhauptstruktur derart geschliffen, daß sie zwei weitere Flächen erhält, die mit der Fläche der Elektrode 42 die Kantenlinien 43a und 43b und zusammen eine Kantenlinie 44 bilden. Zusätzlich wird der Scheitelteil der Hauptstruktur 41 derart geschliffen, daß die Breite der Elektrode 42 eine vorgeschriebene Breite P besitzt, wodurch die Gleitkontaktfläche 45 ausgebildet wird. Es wird auf diese Weise eine Nadelhauptstruktur mit einer Gestalt erzeugt, die im wesentlichen gleich der in Fig. 2 dargestellten Gestalt ist.

Dann werden die Teile dieser Nadelhauptstruktur 41 an den oberen Enden der Kantenlinien 43a und 43b zusammen mit den entsprechenden Teilen der Elektrode 42 in einex Weise abgeschliffen, daß die Breite der Elektrode 42 in der Nähe der Gleitkontaktfläche 45 konstant ist und über eine vorgegebene, und sich von der Gleitkontaktfläche 45 abwärts erstreckende Strecke h,(z.B. einige Mikrometer oder mehr) den genannten Wert P besitzt, wodurch die Ausnehmungen 46a und 46b erzeugt werden. Auf diese Weise wird die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wiedergabenadel 40 erhalten.

Die Gleitkontaktfläche 45, welche während der Benutzung, die Bodenfläche darstellt, ist eben und schließt die vorderste Spitze der Elektrode 42 ein, und die Gleitkontaktfläche 45

809822/0667

besitzt zu Beginn der Verwendung der Wiedergabenadel 40 eine dreieckfönnige Gestalt, die durch die Gleitkontaktfläche 45a in Fig. 4A wiedergegeben ist. Wenn die Nadel 40 über eine lange Zeit benutzt ist, ist die Elektrode 42 und die Nadelhauptstruktur an ihrer Spitze abgenutzt, und die Gleitkontaktfläche nimmt dann eine fünfeckige Gestalt 45b an, vgl. Fig. 4B. Selbst in diesem abgenutzten Zustand der Nadel bleibt die Breite der Elektrode 42 aufrechterhalten und besitzt den konstanten Wert P, da die Breite der Nadelspitze zusammen mit der Breite der Elektrode 42 den konstanten Wert P über die Strecke h besitzt, wie beschrieben wurde. Selbst wenn daher die Nadelspitze nach einer langen Benutzungsperiode eine beträchtliche Abnutzung erfährt, wird die Breite der Elektrode 42 nicht größer als die Spurbreite, wodurch die Lebensdauer der Wiedergabenadel verlängert ist.

Während die Nadelspitze abgenutzt wird, nimmt die Breite und Länge der Gleitkontaktfläche 45 von Wa auf Wb bzw. von La auf Lb zu, wie einem Vergleich der Figuren 4A und 4B entnehmbar ist, wobei sich die Fläche der Gleitkontaktfläche erhöht. Als Ergebnis wird der Kontaktdruck pro Flächeneinheit des Kontakts stark auf z.B. 1 mg/ /um erhöht, und diese Verringerung des Nadelkontaktdrucks trägt zur Verlängerung der Lebensdauer der Wiedergabenadel und der Lebensdauer der drehbaren Platte bei.

Wenn jedoch die Länge Lb der abgenutzten Gleitkontaktfläche 45b überlang wird, ist dies die Ursache für eine Erscheinung, bei der sich die Spitze der Elektrode 42 von der drehbaren Scheibe 17 abhebt, während die Wiedergabenadel 40 einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung (streng gesprochen einer bogen-

803822/3657

förmigen Aufwärts- und Abwärtsbewegung) gemäß den Ober- * flächenwellungen der drehbaren Platte 17 unterliegt. Folglich kann eine stabile und genaue Wiedergabe 'nicht länger ausgeführt werden. Entsprechend legt diese Erscheinung eine praktische Grenze für die Lebensdauer der Wiedergabenadel fest, und deren Lebensdauer endet, wenn deren Länge Lb zum Beispiel 20 Mikrometer überschreitet.

In Fig. 5 1st der Abtastzustand der Nadelspitze in ihrem abgenutzten Zustand bezüglich der Spur auf der drehbaren Platte 17 zum Zeitpunkt dargestellt, indem die Gleitkontaktfläche 45 die in Fig. 4b dargestellte Gestalt besitzt. Bei der vorliegenden AusfUhrungsform der Erfindung beträgt die Spureinsenkung TP zum Beispiel 2,6 Mikrometer, und die Elektrodenbreite P wird zwischen 1,5 und 2,0 Mikrometern gewählt. Derjenige Teil der abgenutzten Gleitkontaktfläche 45b, der durch die Hauptstruktur 41 der Wiedergabenadel gebildet ist, gleitet über eine Vielzahl von Spurwindungen, da jedoch die Elektrode nur den durch das Bezugszeichen 42 bezeichneten Teil belegt, ergibt sich aufgrund dieses Zustande der Nadelhauptstruktur 41 kein nachteiliger Effekt. Im Gegenteil, es werden die oben genannten vorteilhaften Wirkungen erzielt.

In Fig. 6 ist eine zweite AusfUhrungsform der Erfindung dargestellt, wobei die Wiedergabenadel 50 eine Elektrode besitzt, die als Folge der herausgeschnittenen Ausnehmungen 46a und 46b, die in ähnlicher Weise wie in der vorausgegangenen ersten Ausführungsform der Erfindung verlaufen, eine konstante Breite P über eine bestimmte Strecke besitzt. Die Hauptstruktur 51 dieser Wiedergabenadel besitzt zusätzlich zu der mit der Elektrode 42 versehenen Fläche und

809822/0667

den beiden Seitenflächen eine geneigte Fläche 52, die der die Elektrode 42 tragenden Fläche gegenüberliegt. Die Gleitkontaktfläche 53 des Scheitelteils oder der Spitze der Nadel besitzt zu Beginn der Benutzung eine rechteckförmige Gestalt, vergleiche Fig. 7A. Wenn die Nadelspitze nach einer langen Benutzungsperiode abgenutzt ist, nimmt die Gleitkontaktfläche eine Gestalt ein, die in Fig. 7B mit 53b bezeichnet ist und eine vergrößerte Breite und Länge besitzt. Die Breite der Elektrode 42 verbleibt jedoch auf ihrem konstanten Wert P.

Im Fall der ersten AusfUhrungsform der Erfindung besitzt die Nadel als Ergebnis der Wirkung des Kantenlinienteils die Fähigkeit, Staub auf der drehbaren Platte zu entfernen, da der Teil der Nadel an der Kantenlinie 44 den vorderen Teil der Nadel in Abtastrichtung bezüglich der drehbaren Platte 17 darstellt, die sich in Pfeilrichtung in Fig. 5 dreht. Während die Nadel dieser zweiten Ausführungsform diese Staubentfemungsfähigkeit, die derjenigen der ersten Ausführungsform der Erfindung vergleichbar ist, nicht besitzt, ist die Möglichkeit des Absplitterns der Nadel während des Schleifherstellungsverfahrens kleiner. Ferner besitzt diese zweite Ausführungsform die vorteilhafte Möglichkeit, den Bereich der Gleitkontaktfläche größer zu machen.

Während bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung die Gleitkontaktfläche 53 ursprünglich ein Rechteck ist, ist es auch möglich, eine Gleitkontaktfläche mit trapezförmiger Gestalt zu verwenden, wie z.B. die Fläche 61 der Wiedergabenadel 60 in Fig. 8, die eine dritte Ausführungsform der Erfindung darstell+.

809822/0667

Unter Bezugnahme auf die Abfolge der Herstellungsschritte wird nun eine vierte AusfUhrungsform der Erfindung beschrieben. Bei der ersten, zweiten und dritten AusfUhrungsform der Erfindung ist die Herstellung der ausgeschnittenen Ausnehmungen 46a und 46b relativ schwierig, und die Ausbeute an Nadeln hoher Qualität ist nicht so groß, wobei bei diesen Wiedergabenadeln das Problem besteht, daß sie sich nicht leicht zu einer Massenproduktion eignen. Bei der vierten Ausführungsform der Erfindung ist die Wiedergabenadel derart ausgebildet, daß alle Schleifschritte durch Planarschleifen ausgeführt werden können, wodurch die oben genannten Probleme beseitigt werden.

Zuerst wird, wie in Fig. 9A dargestellt ist, ein Nadelrohling 70 aus Diamant oder Saphir in Gestalt eines Stabes mit quadratischem Querschnitt repariert, wobei jede Seitenabmessung in der Größenordnung von 0,2 mm liegt. Eine Seitenfläche 71 dieses Nadelrohlings 70 wird spiegelglatt geschliffen und anschließend wird eine geneigte erste Fläche 72 mit einem Neigungswinkel α bezüglich der vertikalen Richtung durch Schleifen bis zu einer spiegelglatten Qualität über eine bestimmte vertikale Strecke h von der Endfläche (Oberfläche in Fig. 9A) des Nadelrohlings ausgebildet.

Anschließend wird, wie in Fig. 9B dargestellt ist, Hafnium durch Sputtern (Kathoden zerstäuben) in Form einer Elektrode 73 auf mindestens eine zweite und eine erste Oberfläche 71 und 72 aufgebracht. Diese Elektrode kann über den gesamten Nadelrohling ausgebildet werden, der die geneigte Fläche 72 besitzt, da nicht erforderliche Teile des Nadelrohlings 70 in nachfolgenden Verfahrensschritten abgeschnitten werden.

809622/Ö667

Teile 74a und 74b des Nadelrohlings, die in dem Rohling gemäß Fig. 9B durch gebrochene Linien begrenzt und eingezeichnet sind, werden dann durch planares Schleifen oder Planarschliff entfernt, wodurch eine Wiedergabenadel 76 die in Fig. 9C dargestellte Gestalt erhält. Die Entfernung der Teile 74a und 74b wird derart ausgeführt, daß die Breite des verbleibenden Elektrodenteils 73a auf der Fläche 72 einen konstanten Wert P besitzt, der derart bestimmt wird, daß er in richtiger Beziehung mit der genannten Spureinsenkungsbreite steht, und daß der verbleibende Elektrodenteil 73b auf der Fläche 71 eine trapezförmige Gestalt mit einem Scheitelwinkel θ zwischen den seitlichen Seiten der Größenordnung von 40° besitzt. Als Ergebnis werden zwei neue Flächen 75a und 75b gebildet.

Von der derartig gebildeten Wiedergabenadel 76 werden die durch gebrochene Linien in Fig. 9C abgegrenzten und dargestellten Teile 77A und 77B dann durch Planarschliff entfernt, wodurch eine Wiedergabenadel 78 der in Fig. 9D dargestellten Form erhalten wird. Diese Wiedergabenadel 78 besitzt eine Kantenlinie 79 zwischen den seitlichen Flächen, die von der Entfernung der Teile 77a und 77b herrührt, und sie besitzt eine Gleitkontaktfläche 80, die zu Beginn der Benutzungsperiode die in Fig. 1OA dargestellte dreieckförmige Gestalt 80a besitzt. Bei Abnutzung der Nadelspitze nimmt die Breite des Elektrodenteils 73a kontinuierlich den konstanten Wert P ein, während sowohl die Breite als auch die Länge der Gleitkontaktfläche 80 zunimmt, wie durch die Fläche 80b in Fig. 1OB gezeigt ist.

Die in Fig, 11 dargestellte Wiedergabenauel 81, die eine Abwandlung der Wiedergabenadel 78 gemäß Fig. 9D darstellt,

809822/0667

besitzt eine Gleitkontaktfläche 82, die während ihrer ^: gesamten Lebensdauer von Beginn der Benutzungsperiode an die dargestellte Gestalt aufweist. In Fig. 11 sind diejenigen Teile, die mit entsprechenden Teilen in Fig. 9 äquivalent bzw. mit diesen gleich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung derartiger Teile wird nicht durchgeführt.

Im folgenden wird in Verbindung mit der Abfolge der Herstellungsschritte eine fünfte AusfUhrungsform der Erfindung beschrieben, die eine besonders bevorzugte AusfUhrungsform der erfinduhgsgemäßen Wiedergabenadel darstellt. Im Fall der beschriebenen vierten AusfUhrungsform der Erfindung und der Abwandlung dieser AusfUhrungsform müssen die Flächen 75a und 75b genau geformt werden, um die Breite des Elektrodenteils 73a genau auszubilden, und für diesen Zweck muß die durch Abschleifen der Teile 74a und 74b entfernte Materialmenge fein und genau kontrolliert werden. Außerdem muß zur Ausbildung der Elektrode nach der Herstellung der Fläche 72 der Nadelrohling zum Schleifen in ein Haltewerkzeug eingespannten Zustand gelöst werden, und er muß dann wieder erneut eingespannt werden, um Material nach dem Herstellen der Elektrode abzuschleifen. Der Nadelrohling wird daher zweimal eingespannt, es ist jedoch schwierig, die Orientierungen der Flächen beim zweiten Einspannen exakt gleich der Orientierung zu halten, die während der Zeit der ersten Einspannung vorlag. Es ergeben sich folglich Probleme bei der Herstellung, die nicht einfach ist und keine sehr hohe Ausbeute an Erzeugnissen hoher Qualität liefert. In der vorliegenden AusfUhrungsform der Erfindung wird die Gestalt der Nadel folglich derart gewählt, daß die Schleifarbeit erleichtert wird und die Nadel mit einer hohen Ausbeute an zufriedenstellenden Produkten hergestellt werden kann, wo-

809822/0667

bei die oben genannten Probleme gelöst sind.

Wie in Fig. 12A gezeigt ist, wird zuerst ein Nadelrohling 90, z.B. aus Saphir, mit der Gestalt eines quadratischen Stabs vorbereitet. Auf mindestens einer der Seitenflächen 91 dieses Rohlings 90 wird eine Elektrode 92 aus Hafnium als eine Schicht mit einer beispielsweisen Schichtdicke von 1000 bis 2000 Ä durch Sputtern aufgebracht. Dieser Nadelrohling 90 mit der auf diese Weise gebildeten Elektrode wird an seinem Endteil an einem Halter 110 mittels eines Materials, zum Beispiel eines Wachsmaterials, befestigt, vergleiche Fig. 15, wobei die obere Fläche, die in Fig. 12A erkennbar ist, nach unten gedreht ist, und sich der Nadelrohling dabei im eingespannten Zustand befindet. Der Halter 110 wird unter einer bestimmten Winkelbeziehung relativ zu einer Schleifmaschine mit einer ebenen Schleifoberfläche angeordnet, und die Kantenteile 93a und 93b, die in Fig. 12A durch gebrochene Linien dargestellt sind, werden durch Schleifen entfernt, wodurch ein Nadelrohling mit spiegelglattgeschliffenen Oberflächen 94a und 94b gemäß Fig. 12B erzeugt ist.

Die Elektrode 92 verbleibt dann auf der Fläche 91 mit einer durch die Kantenlinien 95a und 95b festgelegten Gestalt, die an den Schnittkanten der Fläche 91 mit den Flächen 94a und 94b gebildet sind. Das Abschleifen der Eckenteile 93a und 93b wird insbesondere derart ausgeführt, daß ein Winkel β zwischen den Kantenlinien 95a und 95b zum Beispiel mit 3 bis 4° entsteht, und daß die Breite P des Spitzenteils der Elektrode 92 zum Beispiel 1,5 Mikrometer "beträgt. Für den Fall, daß unbeabsichtigterweise zu viel Material vom Rohling beim Abschleifen der Eckenteile 93a und 93b ent-

809822/0667

fernt wurde, wird die Breite P zu klein, und diesem Zustand ^: kann dadurch abgeholfen werden, daß die Endfläche 96 solange abgeschliffen wird, bis die Breite P gleich der vorgeschriebenen Breite wird. Es 1st folglich beim Abschleifen der Eckenteile 93a und 93b keine felngradige Kontrolle erforderlich, und da ein Ubermäeig geschliffener Nadelrohling unmittelbar überarbeitet werden kann, ist die Möglichkeit, daß fehlerhafte Erzeugnisse hergestellt werden, sehr klein.

Die in Fig. 12B durch gebrochene Linien dargestellten Kantenteile 97a und 97b werden dann durch Schleifen entfernt, wodurch geschliffene Flächen 98a und 98b (wobei die Fläche 98b nicht dargestellt ist) gebildet werden, vergleiche Fig. 12C. Diese geschliffene Flächen 98a und 98b bilden eine Kantenlinie 99 an ihrer Schnittkante und bilden äußere Konturkantenlinien 100a und 100b mit den genannten Flächen 94a und 94b. Schließlich wird die obere Fläche oder Spitzenfläche 96 als Spiegelfläche geschliffen, um eine Gleitkontaktfläche 101 zu erhalten, und der Nadelrohling wird an demjenigen Teil abgeschnitten, der in Fig. 15 durch gebrochene Linien dargestellt 1st, wodurch die Wiedergabenadel 102 der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung erhalten wird.

Da der Winkel β zwischen den seitlichen Seiten der Elektrode 92 der Wiedergabenadel 102 klein ist, 1st die Zunahmerate der Elektrodenbreite klein, wenn der Spitzenteil der Nadel 102 sich durch Benutzung abnutzt. Wenn die Abnutzung der Nadelspitze übergroß wird, überschreitet die Elektrode 92 das Maß der Spureinsenkung, andererseits nimmt dann die Länge der Gleitkontaktfläche 101 ebenfalls zu. Tatsächlich tritt das Ende der Lebensdauer der Nadel aufgrund einer übergroßen Länge der Gleitkontaktfläche 101 zuerst ein, und aus diesem Grund hat die Tatsache, daß die Elektrode 92 einen Winkel β

809822/0667

besitzt, keine nachteilige Auswirkung irgendeiner Art auf die Lebensdauer der Nadel.

Die Herstellung der vorliegenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wiedergabenadel läßt sich sehr leicht durch ein einfaches ebenes Schleifen durchführen, wobei eine hohe Ausbeute mit fast keinen schadhaften Erzeugnissen erzielt wird. Da darüberhinaus nur ein einmaliges Einspannen des Nadelrohlings 90 im Einspannwerkzeug 110 ausreicht, lassen sich durch Schleifen alle Flächen genau herstellen.

Wenn die Kantenlinien auf eine Ebene parallel zur Elektrode 92 projiziert werden, ist der Winkel β zwischen den Kantenlinien 95a und 95 der Elektrode 92 kleiner als der Winkel y* zwischen den Konturkantenlinien 100a und 100b der Hauptstruktur 103 der Wiedergabenadel, die den Nadelrohling enthält, wie sich aus Fig. 15 ergibt. Es ist wünschenswert, daß der Winkel β kleiner als 10° ist.

Bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung besitzt die Form der Nadelhaupt struktur der Gleitkontaktfläche 101 eine im wesentlichen rhombische Gestalt, sie kann jedoch auch, wie im Fall der Nadelhauptstruktur der Gleitkontaktfläche 104 gemäS Fig. 13 als ein Quadrat ausgebildet sein.

Wie durch die Wiedergabenadel 105 gemäß Fig. 14 dargestellt ist, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt, kann die Nadel derart ausgebildet sein, daß sie eine Fläche 106 anstelle der zwei Flächen 98a und 98b der Wiedergabenadel 102 der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung besitzt. Die Gleitkontaktfläche 107 besitzt in diesem Fall eine trapezförmige Gestalt. In anderer Hinsicht

809822/0687

sind die Merkmale dieser Nadel dieselben wie diejenigen Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsfora der Erfindung. In Fig. 14 sind diejenigen Teile, die mit entsprechenden Teilen der Fig. 12C Übereinstimmen oder äquivalent sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung dieser Teile wird daher unterlassen.

Die Gestalt des Nadelrohlings 90 ist nicht auf einen quadratischen Stab beschränkt, sie kann auch durch einen runden Stab verwirklicht werden. So wird z.B. bei der Wiedergabenadel 120, die eine weitere AusfUhrungsform der Erfindung darstellt und in den Fig. 16A, 16B und 16C dargestellt ist, ein Nadelrohling 122 verwendet, der als elliptischer Stab ausgebildet ist und eine ebene Fläche 121 besitzt. Auf der ebenen Fläche 121 wird eine Elektrode 123 in Schichtform ausgebildet, und anschließend wird der Rohling zur Herstellung der Flächen 124a, 124b und 125 geschliffen. Auf diese Weise wird eine Wiedergabenadel 120 erhalten, die eine Nadelhauptstruktur mit elliptischer Stangenform besitzt und deren Form der Nadelspitze derjenigen Form der in Fig. 14 dargestellten Ausführungsform ähnelt.

In Fig. 17 ist eine Wiedergabenadel 12J0 dargestellt, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt und eine Gestalt besitzt, die sich zur Massenproduktion eignet. Auf einer ebenen Fläche der Nadelhauptstruktur 131 dieser Nadel 130 aus Saphir wird eine Elektrode 132 als aufgebrachte Schicht hergestellt. Die Spitze dieser Nadelhauptstruktur, einschließlich der Elektrode, wird in eine bogenförmige Gestalt geschliffen, wie noch näher erläutert wird, und sie besitzt daher konkavgekrümmte Oberflächen 133a und 133b, die an der Nadelspitze seitlich an die Elektrode 132

809822/0667

27 5 1 16 A

angrenzen. Als Folge hierfür besitzt der Spitzenteil 132a der Elektrode 132 gekrümmte Kantenlinien 134a und 134b. Als Ergebnis besitzt der Elektrodenspitzenteil 132a eine Breite, die sich über eine relativ lange Strecke von der äußersten Spitze zum Nadelfußbereich der ursprünglichen Elektrodenbreite P eng annähert. Zusätzlich besitzt diese Nadelhauptstruktur 131 zwei Flächen 136a und 136b, wobei nur die Fläche 136a in Fig. 17 gezeigt ist, die zusammen eine Kantenlinie 135 und eine Gleitkontaktfläche 137 bilden.

Diese Wiedergabenadel 130 wird auf folgende Weise hergestellt. Es wird auf die Fig. 18A und 18B Bezug genommen. Es wird ein einkristalliner Saphirvorrat 131 in Form eines langen Stabs mittels der durch die Kanten definierten Schichtzufuhr-Aufwachsmethode (EFG) erzeugt, bei der ein Samenkristall aus Saphir aus geschmolzenem Aluminiumoxid mit speziell bestimmter Kristallachsenorientierung gezogen wird. Eine Fläche dieses Vorrats 131a wird in eine ebene Oberfläche geformt, und ein Leitermaterial wird auf dieser ebenen Oberfläche aufgebracht und bildet die Elektrode 132. Der stabförmige Vorrat 131a wird durch ein Wachs 142 an den oberen Bereich einer Kohlengrundeinheit 141 fixiert, die einen trapexförmigen Querschnitt besitzt und an der gesamten Oberfläche einer Trommel 140 mit einem Durchmesser in uev Größenordnung von 3QG mm befestigt ist.

Zwei drehbare Schleifeinrichtungen 143 und 144 mit kegelstumpf förmiger Gestalt, die mit einem Schleifmittel in Verbundform beschichtet sind, sind derart ausgebildet, daß sie auf einander gegenüberliegenden Seiten an den in den Flg. 18A und 18B gezeigten versetzten Positionen auf das Vorratsmaterial 131a zuführbar und von diesem wegführbar sind. Zum Schleifen werden diese drehbaren Schleifeinrichtungen und 144 gegen das Vorratsmaterial 131a gedrückt, woraufhin,

809822/0667

nachdem eine bestimmte Menge des Vorratsmaterials 131a auf diese Weise durch jede der Schleifeinrichtungen 143 und 144 abgeschliffen wurde, die konkavgekrUmmten Schliffflächen 133a und 133b an den gezeigten versetzten Positionen hergestellt sind. Dann werden die Schleif einrichtungen 143 und 144 von dem Vorratsmaterial 131a getrennt. Die Trommel 140 wird um einen bestimmten Drehwinkel in Pfeilrichtung gedreht, und das Vorratsmaterial 131a bewegt sich vorwärts in Pfeilrichtung.

Anschließend wird der Schleifvorgang erneut mittels der sich drehenden Schleifeinrichtung 143 und 144 ausgeführt, um zwei konkav gekrümmte Schilf flächen 133a und 133b an entsprechenden Stellen zu erzeugen, die um einen bestimmten Abstand von den betreffenden Stellen der vorausgegangenen Schlifflachen 133a und 133b entfernt sind. Dieses Verfahren wird anschließend wiederholt, um aufeinanderfolgende Paare von Schilfflächen 133a und 133b bei konstanten Intervallen zu erhalten, die den genannten bestimmten Abstand auf gegenüberliegenden Seiten der Mittellinie des Vorratsmaterials 131a entsprechen. Es sei bemerkt, daß bei diesem Verfahren jede konkavgekrümmte Oberfläche 133a zuerst durch die Schleifeinrichtung 143 ausgebildet wird, und daß anschließend die gegenüberliegende Oberfläche 133b durch die Schleifeinrichtung 144 ausgebildet wird, nachdem das Vorratsmaterial 131a um ein Abstandsintervall vorwärtsbewegt wurde. Jedesmal wenn das Vorratsmaterial 131 intermittierend vorwärtsbewegt wird und zur Ruhe kommt, schneidet eine Schneideinrichtung 145 das stangenförmige Vorratsmaterial 131a in aufeinanderfolgende, vorgeformte Rohlinge 131b kurzer Länge. Die genannte Trommel 140 1st mit Nuten 146 an bestimmten Abstandsintervallen versehen, so daß die Trommel

809822/0667

vom Abschneiden des Vorratsmaterials 131a durch die Schneideinrichtung 145 nicht betroffen wird.

- ν

Nach Vollendung des genannten Abschneidschritts wird die ' Trommel 140 auf eine bestimmte Temperatur erwärmt, um das Wachs 142 zu schmelzen und die vorgeformten Rohlinge 131b von der Kohlenstoff-Trägereinheit 141 zu trennen. Dann wird Jeder vorgeformte Rohling 131b an seinem Wurzel- oder Fußteil durch ein Halte- oder Einspannwerkzeug eingespannt, und es werden die Flächen 136a, 136b und 137 durch Schleifen an der Nadelrohlingspitze ausgebildet, wodurch die Wiedergabenadel 130 gemäß Fig. 17 erhalten wird.

Während des geschilderten Schleifbetriebs durch die drehbare Schleifeinrichtung 144, der zur Ausbildung aller konkav gekrümmten Oberflächen 133b führt, die den Gegenpart der zuvor geformten gekrümmten Oberfläche 133a darstellen, werden Anschlüsse 150a und 150b in Kontakt mit der Elektrode 132 auf entsprechenden gegenüberliegenden Seiten der Schilfffläche 133a, in Längsrichtung des Vorratsmaterials 131a gesehen, angeordnet. Diese Anschlüsse 150a und 150b werden mittels Leitungsdrähten 151a und 151b an ein elektrisches Widerstandsmeßgerät 152 angeschlossen. Während die Herstellung der gekrümmten Oberfläche 133b durch die Schleifeinrichtung 144 voranschreitet, nimmt die Breite a des engsten oder schmälsten Teils der Elektrode 132 zwischen den gekrümmten Oberflächen 133a und 133b allmählich ab, und gemäß dieser Abnahme der Breite nimmt der Widerstandswert der Elektrode 132 zwischen den Elektroden 150a und 150b zu, der vom Widerstandsmeßgerät 152 angezeigt wird. Die Beziehung zwischen der oben genannten Breite a und dem Widerstandswert ist für einen Fall in Fig. 20 dargestellt. Während die Breite a abnimmt, nimmt der Widerstandswert

809822/0667

275 I IbA - 33 -

exponentiell zu.

Wenn der Widerstandswert, der vom Widerstandsmeßgerät 132 angezeigt wird, einen vorgegebenen Wert R_Q einnimmt, wird der Schleifbetrieb der Schleifeinheit 144 beendet. Es wird auf diese Weise eine Elektrodenform erzielt, bei der die Breite a einen bestimmten Wert a besitzt. Der bestimmte oder spezifische Wert a_Q läßt sich einfach erzielen, da die oben geschilderte Beziehung zwischen der Breite a und dem Widerstandswert gilt, wie in Fig. 20 dargestellt ist.

809822/0667

-3V-

Leerseite

Claims

Frankiuri a. M. 1 2751 I O

ß 13

§251

VICTOR COMPANY OF JAPAN LIMITED, Japan

Patentansprüche:

Wiedergabenadel zum Abtasten einer Spur eines Aufzeichnungsträgers, in der ein Informationssignal als Variation der geometrischen Gestalt aufgezeichnet ist, und zur Wiedergabe des auf diese Art augezeichneten Informationssignal in Form von Kapazitätsschwankungen ,

dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabenadel enthält: eine Wiedergabenadel-Hauptstruktur (41, 51, 70, 103, 131) mit einem Spitzenteil, der eine ebene Gleitkontaktfläche (45, 53, 61, 80, 101, 107, 137) zur gleitenden Berührung mindestens einer Spur des Aufzeichnungsträgers (17) zu einer bestimmten Zeit aufweist, und eine Elektrode (43, 73a, 92, 132a), die am Spitzenteil der Wiedergabenadel-Hauptstruktur befestigt ist und eine Spur abtastet und das Informationssignal als Kapazitätsschwankungen gemäß den Variationen der geometrischen Gestalt wiedergibt, wobei die Elektrode über eine bestimmte Strecke (h), die sich von der äußeren Spitze über den Spitzenteil der Nadelhauptstruktur erstreckt, eine Breite (P) in der Breitenrichtung der Spur besitzt, die kleiner als die Breite der Spur ist,

809822/0667

ORIGINAL INSPECTED

und wobei die äußere Spitze der Elektrode ein ebenes oder geradliniges Ende der Spitze aufweist, welches die Spur berührt.
2. Wiedergabenadel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Wiedergabenadel-Haupt struktur eine derartige Gestalt besitzt, daß die Breite (Wb) der Gleitkontaktfläche in der Breitenrichtung der Spur größer als die Breite (P) der Elektrode zu Beginn der Benutzung oder nach einer bestimmten Benutzungsperiode ist.
3. Wiedergabenadel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Wiedergabenadel-Hauptstruktur eine derartige Gestalt besitzt, daß mindestens die Breite der Gleitkontaktfläche in der Breitenrichtung der Spur mit der Abnutzung der Gleitkontaktfläche, die mit der Benutzung der Wiedergabenadel verbunden ist, zunimmt.
4. Wiedergabenadel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Wiedergabenadel-Hauptstruktur eine derartige Gestalt besitzt, daß mindestens die Länge (Lb) der Gleitkontaktfläche in Abtastrichtung der Nadel mit der Abnutzung der Gleitkontaktfläche, die mit der Benutzung der Nadel verbunden ist, zunimmt.
5. Wiedergabenadel nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Spur des Aufzeichnungsträgers mit Einsenkungen versehen ist, die auf der ebenen Oberfläche des Aufzeichnungsträgers gemäß dem Informationssignal ausge-

8 0 9 8 2 2 / D 6 6 7 . -

bildet sind und daß die Gleitkontaktfläche eine derartige Breite besitzt, daß diese Fläche gleichzeitig eine Vielzahl von Spuren gleitend berührt.
6. Wiedergabenadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (42, 73a) eine derartige Gestalt besitzt, daß sie eine konstante Breite Über die bestimmte Strecke (h) besitzt.
7. Wiedergabenadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (92, 132a) eine divergierende, spitz zulaufende Gestalt mit kleinem Winkel von der Spitze der Nadel über die bestimmte Strecke (a) besitzt.
8. Wiedergabenadel nach Anspruch 7_t dadurch gekennzeichnet, daß der kleine Winkel ( f> ) derart gewählt ist, daß der Wert die Beziehung 0<(Ki0° ist.
9. Wiedergabenadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode derart ausgebildet ist, daß sie eine konstante Breite über die bestimmte Strecke (h) besitzt, während diese Strecke durch Schleifen zusammen mit einem Teil der Wiedergabenadel-Hauptstruktur geschnitten wird.
10. Wiedergabenadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabenadel-Hauptstruktur eine erste Fläche (72) benachbart zur Gleitkontaktfläche (80) und eine zweite Fläche (71) benachbart zur ersten

Fläche (72) besitzt, daß eine Elektrode (73a, 73b) an der ersten und der zweiten Fläche befestigt ist, daß der an der ersten Fläche (72) befestigte Teil (73a) der Elektrode derart ausgebildet ist, daß er eine konstante Breite besitzt und durch Polierschleifen zusammen mit einem Teil der Wiedergabenadel-Hauptstruktur geschnitten wird.
11. Wiedergabenadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Elektrode (92) eine spitz zulaufende Gestalt mit einem kleinen Winkel (β ) über mindestens die genannte bestimmte Strecke (h) besitzt und dadurch geschnitten yrlra, daß sie durch Polierschleifen (94a, 94b) zusammen mit einem Teil der Wiedergabenadel-Hauptstruktur geschnitten wird.
12. Wiedergabenadel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (β) der Elektrode kleiner als der Winkel (γ ) zwischen Kantenlinien der äußeren Kontur des Spitzenteils der Wiedergabenadel-Hauptstruktur, gesehen von der Elektrodenseite her, 1st.

13· Wiedergabenadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (132a) eine mit kleinem Winkel schräg zulaufende Gestalt über mindestens die bestimmte Strecke besitzt, die durch Schleifen gekrümmter Flächen (133a, 133b) zusammen mit einem Teil der Wiedergabenadel-Hauptstruktur beschnitten wird.

809822/0667